大腦記憶的本質(zhì)到底是什么忙上,人類大腦記憶的實現(xiàn)與計算機有什么區(qū)別迫肖。為什么人類明明是有限的腦細胞锅劝,但是卻貌似可以擁有無限的容量。
為什么要研究這個東西蟆湖?
首先故爵,你難道沒有好奇心,難道對自己一點都不好奇嗎隅津?
其次诬垂,記憶是學習、創(chuàng)新伦仍、執(zhí)行等一切能力的基礎(chǔ)结窘,不了解大腦是如何記憶事物的,怎么能高效的學習充蓝,怎么能有效的創(chuàng)新隧枫,以及掌握和發(fā)揮其它所有的能力呢?
先讓我們看看大腦都有幾種類型的記憶谓苟。
大腦的記憶可以分為六種類型官脓,層次由低到高分別為:
1.程序性記憶:
就是一些程序性過程的記憶,例如騎自行車涝焙、開車确买、游泳等。此類記憶的特征就是一旦記住就難以忘記纱皆。
主要由大腦的紋狀體和小腦控制。
2.促發(fā)記憶:
這個記憶類型可能我們平時聽的不多芭商,但是也非常有用派草。
例如我們讀一段文字:
“今年有很多節(jié)日,春節(jié)铛楣、清明節(jié)近迁,我們都非常喜歡節(jié)日,每次過節(jié)的時候節(jié)目也很多”
是不是后面的那個“節(jié)目”不注意很容易看錯簸州,看成“節(jié)日”鉴竭?這個就是促發(fā)記憶的效果,它的作用就是加速識別岸浑,不需要每次都完整調(diào)用大腦搜索機制來判別這個詞語是什么搏存。
識別圖像也是,如果先看某個類型的圖像矢洲,以后就容易把相似的圖像識別為先前看到的璧眠。例如識別人臉。
這個作用是非常強大的,如果促發(fā)記憶出現(xiàn)了問題责静,那么快速閱讀根本就是不可能的袁滥。
促發(fā)記憶主要由大腦皮層控制。
3.語義記憶:
這個就是我們平時使用最多的記憶灾螃,詞語的意思题翻、人名、概念等等腰鬼。
這種記憶有個特點嵌赠,就是如果不是經(jīng)常使用,那么沒有觸發(fā)點一般不容易想起來垃喊。所謂的舌尖效應(yīng)猾普,看到某個熟人,忘了對方叫什么名字本谜,感覺就在嘴邊初家,但是怎樣也想不起來。其實就是因為此類記憶的這個特性乌助。
語義記憶主要由海馬體和大腦顳葉控制
4.短期記憶:
大概5分鐘以內(nèi)的記憶都屬于短期記憶溜在。短期記憶的特點就是容量非常小,大家都知道他托,沒有經(jīng)過訓練的人的短期容量大概是5~9個掖肋,平均是7個。也就是數(shù)字最多記7個赏参,再多就記不住了志笼,要記住就只能使用一些記憶技巧,例如聯(lián)想把篓、分組等纫溃。
主要由大腦皮層控制
5.情境記憶:
這個就是個人親身經(jīng)歷過的場景記憶。對一些感觸很深的畫面韧掩、例如電影紊浩、圖畫等也屬于此類。
此類記憶特點就是不經(jīng)意間就能想起疗锐。
情境記憶主要也是由海馬體和大腦顳葉控制坊谁。
情境記憶與語義記憶某些情況下可以互相轉(zhuǎn)換,例如經(jīng)歷過的一些比較無聊的場景滑臊,像學生時期的掃墓口芍、升旗等,時過境遷之后雇卷,當時的場景已經(jīng)慢慢淡化阶界,留下的只是“掃墓”“升旗”這幾個詞語的意義虹钮。
相反,如果每遇到某個詞語時膘融,就進行一些與自己相關(guān)的場面聯(lián)想芙粱,那么這個語義就會轉(zhuǎn)換為情境記憶。這也是很多所謂神奇記憶法的原理由來氧映。
6.情緒記憶:
所謂情緒記憶春畔,并不是記憶我們?nèi)粘G榫w的,而是對待某人某事某物岛都,如果我們曾經(jīng)產(chǎn)生了較為強烈的情緒律姨,我們就會記憶下來,當我們再次遇到某人某事某物時臼疫,此種情緒就會再次涌現(xiàn)出來择份。
這個記憶對于我們生物生存非常重要,例如被蛇咬了烫堤,產(chǎn)生了極大的恐懼情緒荣赶,那么以后就會對此類危險十分敏感,以便減少我們再次涉足危險區(qū)的可能鸽斟。
情緒記憶主要是由大腦的杏仁核控制拔创。
杏仁核如果出現(xiàn)問題,將會展現(xiàn)非常奇怪的特征富蓄。如果某人讓他大發(fā)雷霆剩燥,事后再次遇到此人,他只會記得對此人發(fā)過脾氣立倍,但是情緒上卻完全沒有波瀾灭红,就好像游戲里的狀態(tài)清空一樣。如果狗咬了他口注,他也不會記得對狗的厭惡和恐懼变擒,下次見到依然如常。
那么我們?nèi)祟惔竽X跟計算機為什么會展現(xiàn)出完全不同的記憶特征疆导?
我們知道,計算機的存儲方式是在某個存儲介質(zhì)上記錄下二進制數(shù)據(jù)葛躏,例如磁帶澈段、硬盤,每個位置記憶一個0或1舰攒,這樣存儲空間與存儲介質(zhì)的大小是成正比的败富,磁帶越長,存儲空間越大摩窃,磁盤的密度越大兽叮、磁盤的數(shù)量越大芬骄,那么存儲空間也就越大。
而我們?nèi)祟惖拇竽X呢鹦聪。我們知道我們的大腦大概擁有1000億個神經(jīng)元账阻,如果每個神經(jīng)元跟計算機原理一樣,記錄一段數(shù)據(jù)泽本,那么空間必定是有限的淘太。
以2進制存儲的話,1000億大概等于100G的數(shù)據(jù)量规丽。如果存儲文字蒲牧,貌似這個值并不小,大概可以存幾萬本書的樣子赌莺,但是如果記憶圖像冰抢,可能幾部電影就滿了。
但是我們?nèi)祟惖拇竽X的存儲容量遠比這個數(shù)字要大的多艘狭。
這是因為大腦的運行原理與計算機完全不同挎扰,大腦的記憶是通過大量神經(jīng)元的聯(lián)接,聯(lián)合作用完成的缓升,并不是單個神經(jīng)元單打獨斗獨立存儲數(shù)據(jù)的鼓鲁。
這就好像數(shù)學上的排列組合,當只有一個神經(jīng)細胞時港谊,只能表示兩個狀態(tài)骇吭,=1×2,當有兩個神經(jīng)細胞時歧寺,就可以表示4個狀態(tài),=2×1×2燥狰,當有三個時就是:3×2×1×2=12種狀態(tài)。如果這個數(shù)字是1000億斜筐,那么幾乎可以表示無限的狀態(tài)龙致。
當然每個神經(jīng)元是不可能跟剩下所有的神經(jīng)元聯(lián)接的,一個細胞伸出1000億個聯(lián)接突觸的話顷链,那么人類的腦袋可能要比現(xiàn)在大十倍才能容納的下那么多的突觸體積目代。實際上,每個神經(jīng)元最多可以聯(lián)接1萬個其它的神經(jīng)元嗤练,即使這樣榛了,可以組合出來的狀態(tài)也依然是非常龐大的,所以煞抬,不要擔心記的東西太多耗光了自己的大腦空間霜大。
如果上面的解釋沒有看懂,那么可以簡單的想象一下革答,我們使用手機時設(shè)置的手勢密碼战坤,雖然只有9個位置曙强,但是卻可以組合出貌似無數(shù)多的密碼圖案。這跟大腦的神經(jīng)元組合原理是一樣的途茫,而大腦神經(jīng)元卻擁有1000億個碟嘴,能想象可以組合出多少租狀態(tài)嗎。
雖然這樣的設(shè)計原理慈省,可以讓我們在有限個腦細胞的限制下臀防,記憶容量依然非常巨大。但同樣也就因為如此边败,我們的每個腦細胞需要參與多個記憶的組成袱衷,所以我們的記憶會出現(xiàn)模糊,甚至錯誤的情況笑窜。
但也同樣的致燥,也就是因為我們的記憶經(jīng)常會相互干擾,導致我們不經(jīng)意間會把一些不相干的事物聯(lián)系起來排截,這才讓我們?nèi)祟惍a(chǎn)生了創(chuàng)造力嫌蚤。因為創(chuàng)造的本質(zhì)就是一些貌似不相關(guān)的東西的結(jié)合。
神經(jīng)細胞的組合形成了記憶的基礎(chǔ)断傲,那么人類具體是如何一步一步建立起記憶的呢脱吱?那么多復雜的事物到底是神經(jīng)元怎樣的組合才形成的呢?
首先认罩,人類的成長先是要理解現(xiàn)實中存在的事物箱蝠。例如嬰兒時期最先學到的各類物品、動物等垦垂。大象宦搬、斑馬、汽車劫拗、房子等等间校。
在此,我們要明白页慷,人類對所有事物的理解都是建立在語言的基礎(chǔ)上的憔足。沒有了語言,除了現(xiàn)實中存在的事物酒繁,所有的概念和抽象物都將無法表達滓彰,也無法被理解。
這也就是為什么語言的產(chǎn)生才開啟了人類的文明欲逃,造就了人類文化的大發(fā)展找蜜。
所以在理解現(xiàn)實物事的過程是這樣的饼暑,最開始我們看到了一個東西稳析,例如這個東西叫“紅色”洗做,我們的視覺神經(jīng)會刺激大腦的相關(guān)區(qū)域,刺激識別紅色的一組神經(jīng)元彰居。
同時诚纸,有人會告訴我們,這個顏色叫“紅色”陈惰,相應(yīng)的聲音會通過我們的耳朵畦徘,傳入我們的聽覺識別區(qū)域,刺激能識別出“紅色”兩個字音符的一組神經(jīng)元抬闯。
然后這兩組神經(jīng)元就會聯(lián)合井辆。這樣就形成了我們對“紅色”的記憶,每當我們再次看到“紅色”時溶握,就會想到面前這個東西叫“紅色”杯缺,每當我們想表達“紅色”時,腦海里就會回憶出“紅色”的視覺特征睡榆,以及相應(yīng)的發(fā)音萍肆。
如果是有實體的物品,例如桌子胀屿,我們可能還能觸摸到它塘揣,這樣通過觸覺神經(jīng)傳入大腦相應(yīng)控制觸覺的區(qū)域,刺激到木頭觸感的一組神經(jīng)元宿崭,這組神經(jīng)元同樣會跟視覺區(qū)與聽覺區(qū)的神經(jīng)元聯(lián)合亲铡。
有氣味的東西也一樣,會跟其它刺激區(qū)域的神經(jīng)元聯(lián)合劳曹。
這樣就形成了各種各樣的對現(xiàn)實世界物品的記憶奴愉。
現(xiàn)實世界除了物品,還有各種動作铁孵,運動等锭硼。對它們記憶的本質(zhì)也是一樣的,同樣是視覺區(qū)——看到這個動作如何做的蜕劝,例如吃飯檀头;外加聽覺區(qū):這個動作的名字叫什么,“吃飯”兩個字的發(fā)音岖沛;再有親身的體驗暑始,自己親自動手吃飯,這塊就聯(lián)合了前面說過的程序性記憶婴削。
這也解釋了廊镜,很多人失去了記憶,雖然程序性記憶還在唉俗,例如打網(wǎng)球嗤朴,但是忘記他們的名字叫什么配椭,甚至看到別人打網(wǎng)球也沒有印象,但是身體依然掌握這個技能雹姊,身體會打網(wǎng)球股缸。
那么對于世界上不存在的抽象事物,例如物理吱雏、哲學敦姻、美麗、邪惡等等如何進行記憶的呢歧杏?
其實世界上所有可以被人理解的抽象事物镰惦,其實最終都是可以被非抽象事物解釋的。只是有些東西抽象層級低犬绒,可以直接使用具體事物解釋陨献,例如“堅硬”,大部分金屬就是堅硬的懂更,非常容易理解眨业。
而有的東西抽象層級高,先需要使用抽象層級相對低的抽象事物解釋沮协,然后再一層一層的往下使用抽象層級更低的事物解釋龄捡,但無論怎樣,到最下層時必定是可以被現(xiàn)實可見的具體事物解釋的慷暂。
例如數(shù)學聘殖,先給個超級簡單的解釋,假設(shè)數(shù)學就是1+1=2此類加減乘除的運算行瑞。那1奸腺、2此類數(shù)字雖然不是實體事物,但是屬于人類創(chuàng)造出來的可見的具體表示血久,非常容易理解突照。然后就是運算,加法運算就是兩個數(shù)字相加之后得到另外一個數(shù)字氧吐,例如一個蘋果加上兩個蘋果等于三個蘋果讹蘑,這樣運算雖然也是抽象事物,但抽象層級較低筑舅,可以使用具體事物解釋座慰。減法、乘法翠拣、除法也都是如此版仔。然后就可以使用運算來解釋數(shù)學,可見數(shù)學的抽象層級雖然較高,但其也是可以使用具體事物解釋的蛮粮。
其實有機會回頭看看我們小學背桐、初中、高中的數(shù)學課本蝉揍,最開始就是使用具體事物解釋什么是運算、什么是一些簡單的定理畦娄,往上就開始使用小學學到的知識解釋更高層的知識又沾,然后慢慢一層一層的往上學習往上解釋。
其它理工類科目大多也都是如此熙卡。
所以對于現(xiàn)實世界沒有的抽象事物杖刷,大腦的記憶本質(zhì)是聯(lián)合那些解釋它的神經(jīng)元。
例如數(shù)學驳癌,以我剛才給出的超級簡單定義的例滑燃,就是,數(shù)字的記憶神經(jīng)元組和運算的記憶神經(jīng)元組聯(lián)合到一起颓鲜,所謂運算的記憶神經(jīng)元組又是數(shù)字(或者那些蘋果)演示加減乘除過程的記憶神經(jīng)元的組合表窘。
對于美麗、邪惡之類的相對初級的抽象詞甜滨,解釋起來就簡單多了乐严,美麗可能直接綁定在美女這個詞義上。邪惡可能會使用一些人的罪惡的行為衣摩,例如搶劫昂验、殺入等,作為解釋艾扮。
其實既琴,我們大腦中的記憶除了我們親身經(jīng)歷過的畫面之外(情景記憶),絕大多數(shù)都是一個一個的概念(語義記憶)的結(jié)合泡嘴。也就是甫恩,我們一生所學的知識,其實在大腦中就是一大片概念詞語的網(wǎng)絡(luò)酌予。
發(fā)現(xiàn)沒有填物,雖然我們對每種事物的記憶都是多種信號輸入大腦的聯(lián)合,但是世界上具體事物的數(shù)量與抽象事物的數(shù)量比較起來霎终,實在是微不足道滞磺,而大多抽象事物又沒有具體的圖像與之對應(yīng),這樣我們對抽象事物的記憶和理解則完全建立在解釋這些抽象事物的詞語上莱褒。
由此击困,如果我們失去了語言,我們的文明將會崩塌,我們的知識體系將不復存在阅茶,因為任何一個概念蛛枚,其它人都沒有辦法給你解釋清楚。
總結(jié)一下脸哀,其實就是一組或幾組神經(jīng)元組成低級概念蹦浦,然后不斷的組合生成高級概念,最后所有的記憶就組合成一大片網(wǎng)絡(luò)撞蜂。
預(yù)告盲镶,后面還有繼此講解大腦其它的一些運行原理。明白了大腦運行原理之后蝌诡,就可以給大家分享如何提高記憶力溉贿,以及學習效率等內(nèi)容。
敬請期待浦旱。
我是宋文峰宇色,希望你有收獲。